Перейти к основному содержанию

Моделирование сварки ошиновки электролизера

Одной из областей направления ноу-хау «Нова-Инжиниринг» стало электролизное производство. В большой металлургии для подвода тока от КПП (кремниево-преобразовательной станции) к серии электролизеров используется шинопроводы (ошиновка) изготовленные из алюминиевых шин различного сечения. При строительстве серии электролиза, во избежание потерь электроэнергии большинство соединений между шинами выполнены с применением дуговой сварки.

Однако в действующем производстве в процессе капитального ремонта электролизеров, ремонте или модернизации ошиновки, качество сварных соединений оказывается плохо предсказуемым. Причина – внешние магнитные поля, создаваемые постоянным током, протекающим по деталям ошиновки, которые ухудшают стабильность процесса сварки, происходит разбрызгивание металла, в сварном шве образуются дефекты типа пор, несплавлений, непроваров, шлаковых включений или сварка становится невозможной из-за срыва дуги.

Целью выполненной работы было - смоделировать варианты дуговой сварки ошиновки численными методами для выявления наилучших значений параметров процесса с учетом воздействия магнитных полей. Моделирование производилось в тесном сотрудничестве с Инжиниринговым Центром Технопарка «Университетский», на лицензиях программного обеспечения ProCast и SYSWELD (производитель – ESI Group).

Были построены цифровые модели двух вариантов процесса:

1. заливка жидкого металла между двумя частями ошиновки, с целью их сплавления. Катодный спуск состоит из набора лент (ширина 150 мм, толщина 1 мм, кол-во 62 шт.), уложенных ступенчато для лучшего проплавления. Катодная шина: высота 515 (или 650) мм, толщина 70 мм. Сварочная ванна образована стальной U-образной полосой, катодным спуском и катодной шиной. Неплотности заделаны асбестом.

2. послойная сварка ошиновки из пластин. Размеры соединяемых шин: высота 650 мм, толщина 70 или 140 мм. Размеры пластин для набора сварочного колодца: длина 200 мм, толщина 10мм,  ширина – по толщине соединяемых шин. 

В результате проекта Заказчик получил возможность заглянуть "внутрь процесса", понять динамику образования несплошностей в теле сварного соединения и объем пустот, в зависимости от выбранной технологии. По обоим вариантам удалось снизить процент пор на 50% путем оптимизации технологии на компьютерной модели и внедрить на производство более эффективный вариант.

Изображение проекта